H o Độ cứng tuyệt đối tính bằng Kg/cm
3.4.4. Các tính chất nhiệt của khoáng vật.
Các tính chất nhiệt của khoáng vật không đ−ợc dùng để xác định khoáng vật nh−ng rất quan trọng về mặt lý thuyết của các phản ứng thμnh tạo vμ phá hủy khoáng vật (xem phần sau). Chúng có thể đ−ợc chia thμnh hai nhóm liên quan đến việc truyền nhiệt vμ việc thay đổi nhiệt năng trong các phản ứng tạo thμnh khoáng vật.
Nhiệt truyền trong khoáng vật qua dẫn nhiệt bởi các dao động nhiệt của các nguyên tử tạo thμnh khoáng vật hoặc bằng truyền qua khoảng không gian giữa các nguyên tử. Cơ chế đó đ−ợc gọi lμ cơ chế dẫn nhiệt hoặc hoặc cơ chế truyền nhiệt. Sự dẫn nhiệt qua vật chất khác nhau đối với các loại vật liệu khác nhau vμ khác nhau theo từng h−ớng trong tinh thể. Sự khác biệt trong dẫn nhiệt có thể quan sát đ−ợc bằng cách phủ pharaphin lên bề mặt tinh thể hay bề mặt các vết vỡ của khoáng vật vμ quan sát hình dạng các khu vực nóng chảy khi một dây dẫn nóng đặt vuông góc với bề mặt. Các tinh thể có cấu trúc trục đối xứng 3, 4, 6 sẽ có vùng nóng chảy hình tròn, còn các tinh thể có cấu trúc trục đối xứng 2 sẽ có vùng nóng chảy hình elip (hình 3.22).
Việc truyền nhiệt cũng t−ơng tự với hiện t−ợng truyền dẫn quang học. Vật liệu "trong suốt" đối với nhiệt đ−ợc gọi lμ thấu nhiệt (diathermanous), vật liệu ngăn cản truyền nhiệt đ−ợc gọi lμ không thấu nhiệt hay cản nhiệt (athermanous). Đặc tính nμy, giống nh− trong tr−ờng hợp dẫn nhiệt, cũng bị ảnh h−ởng bởi tính đối xứng của tinh thể. Sự xáo trộn mạnh về nhiệt của nguyên tử xảy ra khi khoáng vật bị nung nóng đã dẫn đến mỗi nguyên tử chiếm một khoảng không gian hiệu dụng lớn hơn dẫn đên việc giãn nở nhiệt của toμn tinh thể. Sự giãn nở nμy trong đa số các cấu trúc th−ờng không
đồng nhất theo các h−ớng mμ bị ảnh h−ởng bởi tính đối xứng của khoáng vật vμ có thể đ−ợc phân ra đẳng h−ớng vμ dị h−ớng. Chúng đ−ợc thể hiện bằng hệ số giãn nở nhiệt đ−ợc biểu diễn bằng sự thay đổi của một đơn vị thể tích khi thay đổi 10C. Sự khác biệt về nhiệt độ đã đ−ợc sử dụng khá hiệu quả để xác định khoáng vật. Đó lμ nhiệt độ phá hủy cấu trúc khoáng vật, nhiệt độ hóa hơi hay nóng chảy của khoáng vật (xem bảng 3.11).
Hình 3.22: Do giãn nở dị h−ớng nhiệt: a- Trong tinh thể thạch anh giãn nở nhiệt theo dạng elipsoit theo mọi h−ớng; b- trong tinh thể can xit, elipxoit giãn nở kéo dμi theo trục c nh−ng co
lại theo h−ớng vuông góc vói trục nμy. (theo Hans-Rudolf Wenk vμ Andrei Bulakh, 2008)
Bảng 3.11: Điểm nóng chảy vμ số hiệu hoá lỏng của các khoáng vật (theo William, 1998) Bậc chảy Khoáng vật (kim loại) Nhiệt độ (0C) Bậc chảy Khoáng vật Nhiệt độ
7 Kim c−ơng >3550 Lửa đỏ vμng
Tungsten 3410 3 Đồng 1083 Corindon 2980 Vunfernit 1065 Pericla 2800 Vμng 1064 Zircon 2550 Amandin 1050 Focsterit 1910 Nikelin 968 Rutin 1840 Bạc 961 Platin 1772 Lửa đỏ nhạt Cristobalit 1713 2 Halit 801 Lơxit 1686 Chancopirit 800 Hematit 1565 Lửa đỏ xẫm Anoctit 1551 1 Nhôm 660 Sắt 1535 Antimon 631 faialit 1503 Antimonit 550 Lửa trắng Đỏ đục Berin 1410 Cloracgilit 455 Diopxit 1391 Kẽm 420 Fluorit 1360 Chì 327 6 5 Rodonit 1323 Ocpimen 300 Lửa trắng lẫn mμu Bismut 271 4 Cuprit 1235 Cacnalit 265 Actinolit 1200 Thiếc 232 Molipdenit 1185 L−u huỳnh 113 Pyrit 1171 Mirabilit 32 Caxiterit 1127 Băng 0
Galen 1114 Thủy ngân -39
____________________________________________________________ 101
ống thổi lμ dụng cụ đơn giản để nung nóng cục bộ. Nguồn nhiên liệu của ống thổi lμ các loại khí cacbua hydro kết hợp với oxy từ phổi hoặc các nguồn nμo đó tạo nên một l−ỡi lửa đủ nóng để lμm chảy hoặc biến dạng nhiều khoáng vật. Nhiệt độ của ngọn lửa tùy thuộc từng dụng cụ nh−ng th−ờng trong khoảng 1200-1500oC. Mảnh khoáng vật th−ờng bị nung ở các đỉnh tinh thể hoạch các cạnh vμ đ−ợc quan sát d−ới kính lúp tr−ứoc vμ sau khi bị nung nóng. Có thể xác định đ−ợc nhiệt độ nóng chảy của khoáng vật. Dựa vμo mμu của ngọn lửa có thể xác định đ−ợc các nguyên tố bị nung nóng. Kiểu nóng chảy của khoáng vật th−ờng đặc tr−ng cho từng loại khoáng vật vμ
cần đ−ợc quan sát khi khoáng vật bị nóng chảy. Có bốn kiểu nóng chảy:
1). Nóng chảy đơn giản: mảnh khoáng vật thử nghiệm thay đổi một cách thụ động từ thể rắn sang lỏng.
2). Phồng: mảnh khoáng vật phồng lên vμ tróc vỡ ra do các khí đ−ợc giải phóng từ hỗn hợp lỏng (H2O, CO2). Ví dụ trong tr−ờng hợp lepidolit.
3). Tróc vỏ: Mảnh khoáng vật tách ra thμnh các mảnh nhỏ (ví dụ: antimonit) 4). Rạn nứt (nổ lách tách): mảnh khoáng vật bị nứt ra hoặc bị nổ do sự thoát nhanh chóng của các khi giống nh− hơi n−ớc, CO2, SO2.
Có thể quan sát đ−ợc mμu của ngọn lửa dễ dμng khi nung nóng bột của chất cần thử trong ông thử trên một lò đốt.